Зеркальные концентраторы, повышающие КПД, для солнечных коллекторов

В связи с тем что эта тема постепенно становится отдельно стоящей и может являтся даже как дополнение к существующим самодельным и не только, солнечным коллеторам, потому начну собирать всё то что я написал и проделал в данной области.
Для начала показательный ролик о том как мальчик с помощью концентратора смог росплавить грязь в лаву!

 

А это вариант как можно сконцентрировать большую энергию и вырабатывать электричество



Проэкт-1. Сначала я изготовил из листа ДВП параболу и обклеил её фольгой, не понравилось, фокус плохой, точнее не точное изготовление параболической конструкции.
Проэкт-2. Изготовил из фанеры держатели для зеркал-полосок 20х1000мм. и фокусировал каждую полоску отдельно на трубу и был со своими скептическими соседями приятно удивлён, фокус поместился в 22мм. трубу, она гарячая.
Проэкт-3 По аналогии 2-го проэкта хочу заказать точные детали на фирме которая режет акрил лазером и установить вместо медной трубки вакуумные трубки от солнечного коллектора
Я набирал отражающую поверхность из полосок зеркал 20х1000мм. фокус был в раёне 30мм. зависит от аккуратности крепления зеркал, можно таким образом свести и к 20мм.
Сначала я прошёл макетирование всеми возможными вариантами включая учителей геометрии и лучшей и удобной оказалась программа Parabola Calculator 2.0 рисует быстро, даёт любое количество контрольных точек. А затем на основе этих данных нарисовали параболу в программе Архикад, кстати она чудесно подхватила текстовый файл выданный программой Parabola Calculator 2.0 правда в начале текста нужно было стереть вступление)

Чёрный хром идеальный поглотитель для этих целей, я несколько лет по всей Украине искал кто мне сможет сделать это покрытие, все разводят руками (пока смотрю в сторону вакуумных трубок, заключая их в концентратор. Чёрная краска в разы проигрывает, максимальная температура находится в пределе 65*С а у селективного покрытия она достигает 220*С надеюсь теперь всем понятна разница.
Также я стоял перед выбором отражаещего покрытия, фольга матовая и окисляется, зеркало тяжёлое и хрупкое, зеркальный акрил дорог и боится ультрафиолет.

По ходу мне не понравилась схема вакуумных коллекторов внутреннее стекло передаёт тепло алюминиевым рёбрам, потом медному стержню, та в свою очередь отдаёт тепло жидкости с фазопереходным состоянием, она вверху передаёт своё тепло опять меди (наконечнику) тот просто касаясь стенкой передаёт следующей части коллектора (медная приёмная часть) и уж потом нагревается сам теплоноситель.
Всё это я перечислил потому, что чем больше переходов-передач тем больше потерь, не правда ли? Так вот задумываюсь, а не проще всунять в стеклянную трубку, "П" образную медную с радиатором по типу родного, ведь так будет намного меньше потерь... Но взяв размеры медных трубок что попадают в продажу и ширину «П» образного розворота, понял что дела не будет, не влазит, а согнуть трубку так не смогу. Поэтому сделал по другому.

 

Концентраторам нужна сложная система слежения за солнцем. Да и температуры высокие, СК может вывести из строя.

 

Забрал наконецто вакуумный коллектор на 20 трубок, буду из них собирать концентратор. 1-на трубка наполненая водой (3л.) нагрелась с 20*С до 68.3*С (кипяток на ощуп) за 2 часа 40 минут. За окном 26 мая, на солнце 42*С в тени 15*С время проведения эксперимента с 16,27 до 18,50 солнце садится...
А в концентраторе замер показал 19 минут! до тех же 68*С. Скорость можно увеличить, увеличив площадь концентратора, но тогда возрастает парусность и ухудшается целостность конструкции...
Площадь концентратора составляет 1,0664м.кв.(62х172см.)
Фокусное расстояние 16см.
Покупаете 1-ну вакуумную трубка, а снимаете с неё как с 7-ми в моём варианте, если считать по площади. Внизу видео одного из первопроходцев, которая натолкнула меня на мой подвиг.



Столкнулся пока с проблемой плохой склейки акрила с клеем для зеркал. Легко отклеилось от основы... Также клей для зеркал очень мягкий и система "гуляет" нужно усиливать конструкцию.
сказал (а):
По совету FarSeer; я расположил ось горизонтально (ориентация восток-запад для зимы). Такое расположение проще в конструктивном плане, ветровые нагрузки меньше, увод (переворот) от осадков тоже проще.
В связи с тем, что свои "совки" я буду размещать горизонтально в направлениях восток-запад, дабы не зацыкливаться на трекерах, пришлось обдумывать, как сделать отбор тепла более эффективным, так как стандартная схема с конденсацией жидкости может в теории не работать, так как нет стёка конденсата вниз и соответственно подъёма пара вверх для отдачи своего тепла. Сделал 2 вида отбора тепла от вакуумной трубки.
Вариант-1 (справа, на фото-1) Родной наконечник (утолщение где собирается пар) активно омывается теплоносителем.
Вариант-2 (среднее, на фото-1) взято 2 трубки одна 10мм. в диаметре, другая 15 мм. в диаметре и вставленны одна в другую, по аналогии рекуператоров, внутренняя не доходит до конца пару см. а наружная в конце заглушена, а сверху эти трубки рассоеденены тройником см. фото. Как показали опыты, между горизонтальной трубкой и стоящей под 45* при температурах около 80* разница была около 5* хотя мне говорили что в горизонтальном положении данная трубка вообще работать не будет!
Жду потепления, чтобы выкопать под стойки ямки, потому что земля ещё мёрзлая и копать её не реально.
Что касается аварийных режимов, уже всё продуманно, стоит бесперибойник на 1.5 Квт типа Smart с дополнительными аккумуляторами.
Второй и на мой взгляд самый существенный момент по решению аварийных ситуаций, закрывание зеркал или концентратора от солнца или же его поворачивание от оси фокуса, что выведет концентратор на минимальную мощность простой вакуумной трубки в самый жаркий сезон к примеру, по этому же принцыпу, можно регулировать сумарную мощность концентраторов выводя некоторые из фокуса.

Как вариант концентратора из подручного материала см. фото.

 

Сегодня забетонировал столбики. Приснилась отличная идея, как закрепить зеркала сверху, дабы они не отклеивались. Всёже нагрузку они принимают на себя, сейчас у нас межсезонье, которое сопровождается порывами ветра.
Пересматривая в очередной раз новые видеоролики по концентраторам, в очередной раз убедился что точность фокусировки сделанной в первом ролике и у меня очень высока, чего нет к сожалению в промышленном образце из этого видео

Обратите внимание на неравномерность света проходящего по руке оператора.

 

Сегодня провёл сварочные работы и закрепил концентратор на стойках, проверил систему с теплообменником на течи. Завтра буду восстанавливать зеркала и получше закреплять, переводя опытный образец в разряд действующего.

 

А фото сего детище можно посмотреть ?

 

Выкладываю почти законченную ситсему из одного концентратора.
Нехватает системы позиционирования, которая будет регулироваться только от высоты солнце стояния. Завтра планирую поиграться с этим механизмом и ловить солнце

 

А горизонтально трубку разве можно использовать ?

 

Если вы хотели спросить "Можно ли использовать конденсационный стержень который шёл в комплекте с вакуумной трубкой горизонтально?" То теоретически нет, но как показали опыты в температурном режиме около 60*, разницы нет. Опыт проводился в одинаковых условиях на 2-х трубках, одна стояла под 45*, а вторая горизонтально лежала, термометры показали одинаковую температуру.
Сейчас у меня есть 2 трубки (см. пост № 4) на концентраторе стоит "вариант-2", завтра буду надеятся на солнце и изготавливать поворотное устройство.

 

Вопрос такой почему именно горизонтально ? Вертикально было бы лучше, в плане установки на крышу и не будет скапливаться вода в нем. А при дожде будет само очистка)

 

В плане эффективности да, но жене не понравилось что в таком положении они будут много занимать места и запротестовала.

На крыше они явно не будут смотреться, да и дизайн дома сильно проиграет.

Зеркальная поверхность собрана из полосок зеркал по 2 см. и между ними вода просачивается. Преимуществом полосок ещё в том, что они экономически выгоднее в ремонтопригодности в случае их существенного повреждения (не дай бог)

П, С, Сегодня ночью был почти ураганный ветер, думал утром буду собирать осколки, а сам концентратор на соседнем участке... Но всё стоит целое и на своём месте. 1-забор защищает от сильных прямых порывов, вес конструкции достаточный, крепления прочные и аэродинамика (положение его к ветру) не давало большой парусности, можно сказать один из тестов, за который я боялся, пройден. Солнца нет, ветер, температура +1, ждём.

 

Так они будут стоять не земле ?

 

Так как на последнем фото

 

Выкладываю последние фотографии, моего творения. Какая стоит у нас погодка, думаю будет видно)